张朝辉，耿旭，李梓万，王智源，鲁智德

（北京交通大学 机械与电子控制工程学院，北京 100044）

先进电子制造业是当今世界竞争最激烈、发展最迅速的行业，是向机械制造科学与技术提出超越当代制造极限的挑战，必须对制造原理、工艺与装备进行本质变革。在集成电路芯片制造中，金属互连常通过多层金属结构来实现，此时金属互连分布在由介电层区隔的多个平面中。为了光刻和刻蚀的需要，每一层都需足够平整，平坦化是这一技术的关键一环。1985年，化学机械抛光（Chemical mechanical polishing，CMP）技术由IBM引入用于CMOS （Complementary metal oxide semiconductor）产品制造，并且最初主要用于抛光 SiO2和抛光钨金属层。随后化学机械抛光作为芯片制造加工中的关键一环，获得了广泛应用，并得到深入研究[1-4]。

照相平板印刷技术（Photolithography）需要投射光在晶片表面上，因而晶片的全局平整度非常重要，如果表面不够平整，聚焦将不正确，从而引起不正确的线宽和互连结构的空隙。另外，IC（Integrated circuit）通常都是多层结构，随着层数的增加，不平度将累积，所以需要利用化学机械抛光技术以产生出理想的平整表面。

在IC中应用最广的电导体和绝缘体材料分别是Al和 SiO2。因为 Cu的电阻率更低，近年来有取代Al的趋势。Cu互联常通过大马士革方法（Damascene process）实现，它是将通路或沟槽刻蚀在级间介电层（Interlevel dielectric，ILD）上，然后涂覆金属，再抛光表面。

与半导体行业密切相关的计算磁记录系统，在尺寸和存储量上，发展都非常迅速。化学机械抛光是适于实现计算机硬盘、大尺寸硅片等盘片的高精度抛光，获取全局和局部高级别平面度的技术。……